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1、1/11第十第十章章流体的力现象流体的力现象（一）知识要点（一）知识要点一、流体的压强与流速的关系：一、流体的压强与流速的关系：1、流体：把具有 流动性 的液体和气体统称 流体。2、伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，流体在流速小的地方压强大。3、飞机升力产生的原因：空气对飞机 机翼上下表面产生压力差。4、飞机升力产生的过程：机翼形状上下表面不对称(上凸)，使上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，因此在机翼上下表面形成了压强差，从而形成压力差，这样就形成了升力。二、浮力：二、浮力：1 1、浮力的定义浮力的定义：浸在液体（气体）中的物体受到的液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。2
2、2、浮力方向、浮力方向：竖直向上。3 3、施力物体施力物体：所浸入的流体（液体或气体）。（注意：当问题受到浮力时，他同时对流体也有方向相反、大小相等的相互作用力）4、产生原因产生原因（实质实质）：液（气）体对物体向上、向下的压力不等：向上的压力大于向下的压力，存在着压力差，这个压力差就是浮力。浮力的实质就是 流体对物体向上、向下的压力差。即：F 浮=F 向上 F 向下（注意：这也是确定浮力大小的一种方法。但这种方法一般只适用于具有规则几何外形的物体）5 5、浮力大小的测定、浮力大小的测定：常用称重法，即：（1）用测力计测出物体在空气中的重 G 物；（2）将物体浸入液体中，读出测力计的读数 G
3、视；（3）计算出浮力的大小：F 浮=G 物 G 视(此法称之为称重法或实验法，也是确定浮力大小的一种方法。但这种方法一般只适用于物体密度不小于液体密度这类情况。若物体密度小于液体密度时，则应用配重法：（1）在物体下端再悬吊一密度对于液体密度的物体，并挂在测力计下边（要求所吊配重物能使二物体能全部浸入液体中）；（2）先将配重物浸入液体中（只浸没配重物），读出测力计读数 F1；（3）再将被测物也浸入液体中，读出测力计读数 F2；（4）计算出被测物所受浮力的大小：F 浮=F1 F2。）2/11三、物体的浮沉条件：三、物体的浮沉条件：1 1、条件、条件：浸没在液体中的物体，若：F 浮 G 物，则物体上
4、浮，最后漂浮在液面（平衡时 F 浮=G 物）；F 浮 G 物，则物体下沉，最后静止在液体底部；（沉底：平衡时 F 浮+F 支=G 物）；F 浮=G 物，则物体悬浮（即：可以自由停留在液体内任何深度的地方）；(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。(2)请根据示意图完成下空。状态：下 沉状态：悬 浮状态：上浮状态：漂浮关系：F 浮 G关系：F 浮=G关系：F 浮 G关系：F 浮=G2 2、若是实心物体、若是实心物体，则可以根据物体密度与液体密度的关系来判断，即：若：液 物，则物体上浮，最后漂浮在液面（平衡时 F 浮=G 物）；液 物，则物体下沉，最后静止在液体底部（沉底：平衡时 F
5、浮+F 支=G物）；液=物，则物体悬浮（即：可以自由停留在液体内任何深度的地方）；注意：用密度来判断物体的浮沉必须具备一个前提：物体必须是实心的。同时应明确：此法只能在解答填空、选择等不需要过程和理由的题目时才能使用。而计算、说理等解答题则必须使用浮力与重力的关系来判断。3 3、说明、说明：密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。一物体漂浮在密度为的液体中，若露出体积为物体总体积的 1/3，则物体密度为2/3。分析：F 浮=G，则：液 V 排 g=物 Vg物=（V 排V）液=2 2/3 3液 悬浮与漂浮的比较：一样：F 浮=G不同：悬浮
6、 液=物；V 排=V 物漂浮 物 液；V 排V 物GF浮GF浮GF浮GF浮F浮G3/11 判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较 F 浮 与 G 或比较液 与 物。物体吊在测力计上，在空中读数为 G,浸没在密度为液的液体中示数为 F，则物体密度为：物=液 G/(G-F)，液=物(G-F)/G 冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水或密度等于水的密度的物体时，冰化为水后液面高度不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降；当冰中包有气泡：若不计气泡质量，冰化为水后液面高度不变；而若考虑气泡质量，冰化为水后液面下降。总之，无论怎样，水面都不会升高。四、阿基米德原理：四、阿基米德原理：(1
7、)(1)、内容、内容：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。(2)(2)、公式、公式：F 浮=G 排=液 V 排 g公式表示：物体受到的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积都成正比。从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，即只决定于物体所排开的液体的重，而与物体和液体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。(3)(3)、适用条件：、适用条件：液体（或气体）（4 4）、物体浸没在同一液体内不同深度处时，所受的浮力大小相等）、物体浸没在同一液体内不同深度处时，所受的浮力大小相等。注意：这一规律有着很重要的应用，特别是在分析有关浮
8、力的图像时显得尤为重要。（5 5）、使用公式的注意事项）、使用公式的注意事项：A、必须统一单位：F 浮 N；液 kg/m3；V 排 m3.B、式中 V 是 V 排而非 V 物。C、V 排 与 V 物的区别、关系：V 排是指物体实际所排开的液体的体积，在数值上等于 V 物浸。当物体浸没时，V 排=V 物，但代值时必须说明；当物体部分浸入时，V 排V 物。D、关键是正确确定 V 排 的大小。（6 6）有关图像）有关图像：浮力大小与浸入深度的关系浮力（F）深度（h）测力计读数与浸入深度的关系浮力（F）深度（h）4/11五、漂浮问题五、漂浮问题“五规律五规律”：（历年中考频率较高，）规律一规律一：物体
9、漂浮在液面时，所受的浮力等于它受的重力（浮体的性质）；规律二规律二：同一物体漂浮在不同液体面上时，所受浮力一样；规律三规律三：同一物体在不同液体里漂浮时，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。七、浮力的利用：七、浮力的利用：(1)、轮船轮船：工作原理：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。（即所谓“空心原理”）排水量：排水量：轮船满载时满载时排开水的质量。单位 t。由排
10、水量 m 可计算出：排开液体的体积 V 排=；排开的液体重力 G 排=mg；轮船受到的浮力 F 浮=m g，轮船和货物共重 G=m g。载重量：载重量：安全允许的条件下，轮船所能承载的最大载荷量。载重量=排水量 船体自重常常识：识：所有的船正常工作时都是浮在水面上的（即处于漂浮状态）。特别注意：特别注意：在不改变轮船所载货物多少的情况下，轮船从海洋驶入内河时船体要下沉一些，而从内河驶入海洋时船体要浮起一些（因为重没有变，因而浮力大小未变，但水的密度发生了变化，所以排水体积发生改变）。(2)、潜水艇：潜水艇：工作原理工作原理：潜水艇是通过改变自身重力（用压缩空气来改变两侧水仓内的水的多少）来实现
11、潜水和上浮的。(3)、气球和飞艇：气球和飞艇：工作原理工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体。如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。(4)(4)、密度计：、密度计：原原理：理：利用物体的漂浮条件（浮体的性质）来进行工作。构构造造：下面的铝粒能使密度计竖直立在液体中。刻刻度度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大（上小下大）；m液5/11不均匀：上稀下密。（因为密度计的粗细不均匀）分分类：类：分轻表（量程不大于 103kg/m3）和重表(量程大于 103kg/m3)两类，分别用来测量密度小于水和等于水的液体的密度。（密度计有时
12、也叫比重计，它上面的刻度数值表示的是“该液体的密度是水的密度的倍数”）八、浮力计算题解题方法总结：八、浮力计算题解题方法总结：(1)、确定研究对象，认准要研究的物体。(2)、分析物体受力情况，画出受力示意图。(3)、判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动，以与是否漂浮、悬浮或沉底静止)。（4）选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。九、计算浮力方法九、计算浮力方法:1 1、常用方法：、常用方法：称量法称量法：F 浮=G F(用弹簧测力计测浮力)。压力差法压力差法：F 浮=F 向上 F 向下（用浮力产生的原因求浮力）平衡法：平衡法：漂浮、悬浮时，F 浮=G(二力平衡求浮力)定
13、律法定律法：F 浮=G 排 或 F 浮=液 V 排 g（阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）根据浮沉条件比较浮力根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）综合法：综合法：（略）2 2、解答有关浮力的计算题的基本方法、步骤与技巧、解答有关浮力的计算题的基本方法、步骤与技巧（单纯计算浮力除外）：（1）对物体进行受力分析，并画出受力示意图；（2）根据相应的原理和公式表示出各个力；（3）根据物体的状态和受力情况用（2）中表示的力列出方程；（4）解方程求出未知量。十、流体的压强与流速的关系：十、流体的压强与流速的关系：规规律：律：流体（气体或液体）在流速越小的地方压强越大，在流速越大
14、的地方压强越小。（伯努利原理）应用应用、相关现象相关现象：飞机的升力；空吸作用；漩涡、湍流和龙卷风的形成和破坏作用；喷枪（如灭蚊喷枪）等。（二）常见类型练习题（二）常见类型练习题1、下列关于浮力的说法，正确的是：（）6/11A、浮在液面的物体才受浮力，下沉的物体不受浮力B、物体浸没的深度越大，所受浮力越大C、上浮的物体所受的浮力一定比下沉的物体的大D、浮力实质上是液体对物体的所有压力的合力2、已知金属球的密度为2.0103k g/m3，在空气中称时弹簧测力计的示数为14.7 N，浸没在水中称时弹簧测力计的示数为 4.9 N。则：金属球浸没水中时受到的浮力是 N，金属球的体积是 m3，此金属球一
15、定是的（选填“空心”或“实心”）。3、一块矿石，吊在弹簧测力计下边时弹簧测力计的示数为 G1，浸没在密度为 的某种液体中时示数为 G2，则此矿石的密度应是/=。4、如右图所示。一个质量为 300 g，密度为 0.6 103k g/m3的木块用细线拉着而静止在水内（细线被拉直、拉紧）。(g=10 N/k g)问：（1）细线对木块的拉力是多大？（2）若剪断细线，木块将怎样？（3）剪断细线后，木块静止时受到的浮力多大？浸入水中的体积是多大？5、一个实心铁球，分别放入足量的酒精、水和水银中（密度：酒精水水银）。下列关于铁球静止时受到的浮力大小的说法中，正确的是：（）A、在酒精中受到的浮力最小B、在水中
16、受到的浮力最小C、在水银中受到的浮力最小D、在三中液体中受到的浮力一样大6、一个木块浮在水面时有 2/5 体积露出水面，当它浮在另一液体面上时有 3/4 体积浸入液体中。则木块的密度和另一液体的密度分别是：（）A、0.4103kg/m3，0.75103kg/m3B、0.6 103kg/m3，0.75103kg/m3C、0.4 103kg/m3，0.8 103kg/m3D、0.6 103kg/m3，0.8103kg/m37、将 A、B、C 三个形状和体积都一样的实心小球同时放入同一液体内中部放开手，静止时如图所示。则三小球的密度关系是：（）A、A B CB、A B CC、A B CD、无法确定8
17、、有一个塑料块的质量为 3 6 0 g，体积为 4 0 0 c m3，把它分别放入酒精和水中。求：塑料块静止时受到的酒精和水的浮力各是多大？9、体积一样的铜、铁、铝、木四小球，放入水中自由静止后如图所示。已知这几种物质的密度关系是：铜 铁铝 木，则下列判断正确的是：（）A、铝、木两球一定是实心，铜、铁两球一定是空心铝铜木铁ABC7/11B、四小球所受浮力的关系是：F铜F木F铁F铝C、四小球所受重力的关系是：G铝G铁G木G铜D、四小球的质量关系是：m铝m铁m铜m木10、如图所示：重为 5 N 的木块在水中处于静止状态，此时绳子受到的拉力为 3 N。若绳子突然断了，木块在露出水面之前所受力(不考虑
18、水的阻力）的合力的大小和方向是：（）A、3 N，竖直向上B、5 N，竖直向下C、2 N，竖直向上D、8 N，竖直向上11、一个体积为 2 dm3的木块漂浮在水面，当将一个质量为 0.5 kg 的金属块放在它上面时，木块恰好全部浸入水中。求：木块的密度。12、甲、乙两只完全一样的水桶都装满水。现将一个铁盒放入甲桶内水中，将一个木块放入乙桶内水中，铁盒和木块都浮在水面。试比较：此时两只桶的总重谁大？13、一个密度为 0.4 103kg/m3的实心木球下面用一根细线吊一个金属块，金属块的体积是木块体积的 1/4。把它们放入水中后恰好能悬浮于水中。求：金属块的密度。14、将一个体积为 200 cm3、
19、密度为 0.6103Kg/m3的木块放入一个底面积为200cm2、内盛一定量水的柱体容器中，木块静止时水未溢出。若 g 取 10N/kg，求：（1）木块露出水面的体积 V露。（2）容器底受到的水的压强的增加值p.。15、将一铁块吊在一个气球下边而放入水中静止时如右图所示。当沿容器壁向容器中缓缓注入足量水时，气球将：（）A、上浮；B、下沉；C、悬浮；D、沉底。16、液体和气体对浸在其中的物体的浮力的实质是。阿基米德原理可用公式 表示，它说明：浮力的大小只与和有关，而与等都无关系。17、一石块悬挂在弹簧秤下，当石块慢慢浸入水中时，弹簧秤的示数，当石块全部浸入水中后，增加石块浸入的深度，弹簧秤的示数
20、。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）18、质量一样的实心铅块和铁块，把它们都浸没在水银中，所受的浮力更大。19、一物体浸没在水中，受到的浮力为牛，若把它浸没在密度为.克厘米的煤油中，它排开煤油的体积为米3，受到的浮力为牛。20、某轮船的排 水量为吨，那么该轮船满载时受到 N 的浮力。当它从海洋驶入内河时，所受的浮力将，而水面到船舷上沿的距离将。21、一个氢气球连同所携带的设备共重 100 N，它在空气中匀速下降。若抛出 20 N 的所携带的物体时，它恰能匀速上升。假设它在上升和下降过程中所受的浮力和空气阻力都不变，那么空气对它的浮力的大小是 N，空气对它的阻力的大小是 N，该氢气球的体积是
21、米3。8/1122、体积一样的铝球、铁块和木块，浸在液体中的情况如图所示，则比较它们受到的浮力（）A铝球受到的浮力最大B铝球受到的浮力最小C铁块受到的浮力最大D它们受到的浮力一样大。23、关于铁球在水中的沉浮，有以下几句说法，正确的是（）、沉入水底的铁球一定实心；、凡是铁球就会沉入水底；、空心的铁球一定漂浮在水面；、悬浮在水中的铁球一定空心。24、冰的密度为.3千克米3，浮在水面上的冰露出水面的体积是整个体积的（）、/；、/；、/；、/。25、容器的水面上浮着一块冰，当冰完全熔解后，容器内的液面将（）A升高；B降低；C不变；D无法判断26、一均匀物体恰能悬浮的水中，若将此物体切成大小不等的两块
22、，则（）、大的一块下沉，小的上浮；、大的一块上浮，小的下沉；、两块仍悬浮在水中；、两块都上浮到水面。27、给你一个弹簧秤，一个金属块，一杯水，请你设计一个测量金属块密度的实验，要求：、写出实验步骤并设计记录实验数据的表格；、写出金属块密度的表达式。28、一个实心小球先后放入盛有足够多的水和足够多的酒精的两个容器中,小球先后受到的浮力分别是 0.9 N 和 0.8 N。（酒精=0.8 103kg/m3）求：分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态。小球的密度。29、体积是 5 分米3、重为 39.2 牛的物块，将它放入水中，静止后，它受到的浮力多大？30、如图 20 所示，容器中装有水，水中有一个木块
23、被细线系着，已知水重 200N，水深为0.5m，木块的体积为 4dm3，木块的密度为 0.6103kg/m3，试求：（1）水对容器底面的压强是多少？木块受到的浮力是多大？（2）若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时，所受的浮力为多大？此时水对容器底的压强比第（1）问中的大还是小？（g 取 10Nkg）31、（2008 年巴中市中考物理试题）用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图 16 甲，然后将其逐渐浸入水中，如图 16 乙是弹簧测力计示数随圓柱体逐渐浸入水中的深度变化情况。若 g 取 10Nkg，求：(1)圆柱体受的最大浮力;(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液
24、体压强;(3)圆柱体的密度.32、有一块新鲜土豆，欲测出它的密度。现有下列器材：(1)水槽 1 只，(2)足量的水，(3)细线约 30cm,(4)量筒 1 只，9/11(5)长方形纸条 1 张，(6)铅笔 1 只，(7)烧杯 1 只，（9）胶头滴管 1 只。（1）写出实验的操作步骤与需测量的物理量：（2）写出计算土豆密度的过程、公式：练习题参考答案练习题参考答案1、D。2、9.8N；10-3；空心。3、/=G1/(G1 G2)。4、（1）2 N（木块重 3 N，浮力 5 N）；（2）上浮（浮力 5 N 重力 3 N）；（3）3 N（漂浮物所受浮力等于它的重力）。5、A。6、D。7、B。8、在酒
25、精中受到的浮力是 3.136 N（因为它将沉底、浸没）；在水中受到的浮力是 3.528 N（因为它将漂浮）。（注意：此类题必须先利用浮沉条件判断物体的状态，以确定物体的最后状态！此类题必须先利用浮沉条件判断物体的状态，以确定物体的最后状态！）9、D。10、C。11、0.75 dm3。方法：先利用（一）五中的规律五求出增加的浮力与增加的排水体积，即可求出原来的浸入体积；再利用利用（一）五中的规律四求出木块的密度12、一样重。因为木块和铁盒都漂浮，所以它们都排开（溢出）与自身等重的水，因而总重都不会变。而原来它们的总重相等，因此现在还是一样重。13、3.4 103kg/m3。方法：把木块和金属块看
26、作一个整体；由于它们悬浮，因此总重等于总浮力；再设金属块的体积为 V，并它们各自的重力和所受浮力表示出来，则可由前述等量关系列出方程；代值即可求出金属块密度。14、(1)80 cm3；（2）40 Pa。15、B。16、液体或气体对物体向上和向下的压力差；F 浮=G 排=液 V 排 g；浮力的大小只与液体的密度；物体所排开的液体的体积；液体、物体的体积、总重。17、变小；不变。18、铁块。1919、0.0004（或 10-4）；1.6。20、108；不变；变小。21、90；10；7。22、D。23、D。24、D。25、C。26、C。27、（1）实验步骤与需记录的物理量：将金属块用细线吊在弹簧秤下
27、边，记下弹簧秤的读数 G1；将金属浸没在杯内水中（不触底），记下弹簧秤的读数 G2；计算出金属块的密度 。实验记录表格：金属块在空气中时弹簧秤的读数 G1/N金属块浸没在水中时弹簧秤的读数 G1/N金属块的密度/(kg/m3)10/11（2）金属块密度的表达式:=水G1/(G1 G2)。28、（1）小球在水中漂浮，在酒精中沉底小球在水中漂浮，在酒精中沉底。分析小球在水和酒精中的状态只可能有以下几种情况：A、都漂浮，B、都悬浮，C、都沉底，D、在水中悬浮而在酒精中沉底，E、在水中沉底而在酒精中悬浮，F、在水中悬浮而在酒精中漂浮，G、在水中漂浮而在酒精中悬浮，H、在水中漂浮而在酒精中沉底，I、在水
28、中沉底而在酒精中漂浮，J、在水中漂浮而在酒精中悬浮，K、在水中悬浮而在酒精制漂浮。很显然：A B G J K 都不可能，因为若此，则所受浮力大小之比应为 11；CDE 也都不可能，因为若此，则所受浮力大小之比应为 54 而不是 98；F 同样不可能，因为在水中悬浮的而在酒精中则只能沉底；I 也同样不可能，因为在水中沉底的而在酒精中则也只能沉底；而 H 可能，此时在水中所受浮力大于在酒精所受浮力。（2）根据（1）中的分析，可知小球重 0.9 N；若 g 取 10 N/kg，由小球在酒精中所受浮力可以计算出小球的体积为 100cm3；则小球的密度为小球的密度为 0 0.9 9 10103 3kg/
29、kg/mm3 3。29、39.239.2 N。方法 先通过比较浸没时浮力与重力的大小，判断处物块最后漂浮，进一步可根据浮体的性质得出物块所受到的浮力大小。30、答案（1）水对容器底面的压强是水对容器底面的压强是 5 10103 3Pa；木块受到的浮力是木块受到的浮力是 4 4 0 0N N；（2）木块木块所受的浮力所受的浮力 2424 N N；此时此时水对容器底的压强比第（水对容器底的压强比第（1 1）问中的）问中的要小，因为水面高度下降了要小，因为水面高度下降了。31、答案（1）由图像可得：圆柱体受的最大浮力圆柱体受的最大浮力是是 0 0.6 6 N N；（深度为 0 时弹簧测力计的示数 F
30、1 即为物体重，深度为 12 时物体浸没，此时所受浮力（即为最大浮力等于 F1 F2=0.6 N。）（2）圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是是 12001200 PaPa。（3）3 3.333333 10103 3kg/mkg/m3 3。方法第（3）问有多种解法，如：11/11 由浮力计算出物体体积，再由密度公式计算出密度；由压强和浮力(压力差)算出底面积，再算出体积，然后算出密度；由（一）三3中的规律计算粗密度。说明 本题的关键是从图像中正确获取信息，读懂图像；综合运用密度、压强和浮力的相关知识。故本题的压强较高，具有一定的难度，是一道比较典型的综合题。3
31、232、（1）实验的操作步骤与需测量的物理量：在水槽中装入适量的水，并将长方形纸条竖直贴在烧杯内壁上；将土豆样品（一小块）放入烧杯，并将烧杯轻轻放入水槽内水中，同时用铅笔在纸条上记下水面位置；取出烧杯与土豆样品，再将烧杯轻轻放入水槽内水中，用胶头滴管缓缓向烧杯内加水，直到水槽内水面与烧杯内长方形纸条上所作记号相平时为止；取出烧杯并将烧杯内的水尽可能的全部倒入量筒中，同时记下量筒内水的体积（即水面刻度值）V1；将土豆样品用细线系住并缓慢放入量筒内水中，同时记下量筒内水面刻度V2；计算出土豆的密度。(2)计算土豆密度的过程、公式：过程：过程：计算出土豆样品的质量：m=水 V1；计算出土豆样品的体积：V=V2 V1；计算出土豆的密度：=m/V=水 V1/(V2 V1)公式：公式：=水水 V V1 1/(/(V V2 2 V V1 1)